一种适用于QAM信号的符号定时同步算法

在全数字接收机中,符号定时同步是信号解调的关键技术之一,其性能的好坏直接影响整个算法解调的性能。针对QAM信号的符号定时同步问题,文章在传统最大平均功率算法的基础上,提出一种联合估计方法。利用一种结构简单的插值滤波器对信号进行二倍插值滤波,然后通过最大平均功率算法求出平均功率值最大的点作为最佳采样点,在信噪比较低时,不需要很高的采样率和复杂的算法就能够保证较高的估计精度。仿真结果表明新算法具有运算复杂度低、估计精度高和抗干扰能力强等优点,能够实现QAM信号的快速同步。     

非整数倍采样情况下的符号定时同步研究

符号定时同步是数字信号解调的关键技术之一。实际应用中,为简化模数转换操作,数字接收机通常采用相对固定的采样速率对不同符号速率的信号进行采样,而传统的符号同步算法无法实现每个符号非整数个采样点的信号的同步。针对非整数倍采样情况下的定时同步问题,在传统最大平均功率算法的基础上,提出一种由多相滤波器、改进的积分级联梳状(CIC)插值滤波器和最大平均功率算法构成的符号同步方法,对非整数倍采样信号进行整数倍采样变换,再进行符号定时同步。以最具有代表性的16QAM和32QAM信号为例对算法进行仿真,仿真结果表明,新算法在保证较低的运算复杂度的同时,具有较高的估计精度,能够适用于MQAM信号在非整数倍采样情况下的符号定时同步。     

一种QAM符号定时算法

针对目前从频域实现的锁相环提取同步信息的算法结构复杂的状态,提出一种在时域实现的正交幅度调制(QAM)符号定时方案:基于最大平均功率算法实现符号定时同步.通过对该算法的仿真研究,得到符号定时同步的FPGA实现方法,最后用Verilog HDL语言参数化设计方法实现符号定时同步模块的设计.对于QAM系统,利用该算法不需专门设计同步头即可为正确解调提供稳定可靠的符号定时同步信息.经实际验证,该算法稳定性很好,并且只在时域处理,省去了FFT变换,方便FPGA实现.     

全数字接收机中高阶QAM信号的符号同步

将Gardner时间误差检测算法和分段抛物线拉格朗日多项式插值算法应用于高阶QAM信号全数字解调时的符号同步,分析了环路带宽、插值点位置、取样率对接收机性能的影响.数值仿真结果表明,对于采用256QAM调制的标准DVB-C信号,当环路带宽小于9E-2fs时插值误差是影响接收机性能的主要因素,对于给定的插值多项式,要降低插值误差,只能提高取样率.当取样速率为8样点/符号时,接收机的误符号率性能已接近理论值     

基于最大平均功率的定时同步算法

针对突发通信定时同步问题,提出一种基于最大平均功率的定时同步算法。利用最大平均功率和两边的次最大平均功率直接估计出定时误差,既能够实现4倍符号速率的定时同步,又避免了传统最大似然估计法中需要进行的大量乘法运算,实现了定时误差的快速恢复。最后利用MATLAB进行了Monte Carlo仿真实验,仿真结果表明新算法不仅具有低的复杂度,还具有高的估计精度。     

LTE系统小区搜索中SSS时频同步算法的研究

时频同步是终端小区搜索过程中的核心模块,其性能的好坏将直接影响系统的解调性能。通过对时分长期演进（time division long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程中时频同步算法的研究,结合辅同步信号（secondary synchronization signal,SSS）序列时域信号特性,给出了一种基于SSS对称相乘的时频同步算法。该算法利用SSS信号的时域共轭对称性能够准确地估计出SSS信号的中心共轭对称点,进而获取定时同步;同时,定时同步位置所对应的小数倍频偏计算结果即为小数倍频偏估计值。在MATLAB中对该算法的性能进行仿真与分析。仿真结果表明,利用SSS进行定时同步能够很好地抵制大载波频偏对定时同步性能的影响。从计算过程来看,该算法仅利用接收信号的对称相乘运算来估计小数倍频偏估计,极大降低了计算复杂度。该时频同步算法性能良好、复杂度低,较常规算法可靠性有较大提高。     

TD-LTE系统中PSS频域快速同步算法

符号定时同步作为TD-LTE(Time Division-Long Term Evolution)系统重要的部分,应该具有很好的抗频偏性和高效性。本文在已有的PSS(Primary Synchronous Signal)定时同步算法的基础上,结合主同步信号自身的良好互相关性,给出了一种具有更低时间复杂度和高抗频偏性能的PSS定时同步算法。基于快速卷积与重叠相加法的频域快速同步方法,结合预频偏处理,进行符号定时同步与粗频偏的联合估计。理论分析表明,该方案减小了PSS定时同步的计算量,从而降低了算法的时间复杂度。仿真结果显示,该方案在很好的提高了同步算法的抗频偏性能。本文算法具有高效性、鲁棒性和可行性,能够满足LTE系统对同步性能的要求。     

TD-LTE系统中主同步信号频域快速同步算法

符号定时同步作为TD-LTE(time division-long term evolution)系统重要的部分,应该具有很好的抗频偏性和高效性。在已有的PSS(primary synchronous signal)定时同步算法的基础上,结合主同步信号自身的良好互相关性,给出了一种具有更低时间复杂度和高抗频偏性能的PSS定时同步算法。基于快速卷积与重叠相加法的频域快速同步方法,结合预频偏处理,进行符号定时同步与粗频偏的联合估计。理论分析表明,该方案减小了PSS定时同步的计算量,从而降低了算法的时间复杂度。仿真结果显示,该方案很好的提高了同步算法的抗频偏性能。算法具有高效性、鲁棒性和可行性,能够满足LTE系统对同步性能的要求。     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

OFDM系统中一种符号定时和载波频率同步算法

针对正交频分复用(OFDM)系统提出了一种新的符号定时和载波频率同步算法.该算法将整个OFDM符号分成多段,在连续多个OFDM符号中采用相关累加的方法得到对系统同步的估计函数.当分段长度小于相邻OFDM符号间的无符号间干扰(ISI)区长度时,算法可以分辨这一区间,从而得到最优符号定时同步以及载波频偏估计.分析表明最大似然(ML)算法和Karthik算法是它的一种特殊情况,计算机仿真结果表明该算法不仅可以跟踪时变信道而且其均方估计误差(MSE)要远远小于最大似然(ML)估计.     

基于差分和集相关的OFDM定时同步算法的改进

多径衰落信道中,同步技术是保证OFDM系统得以实现的关键环节。但目前已有的定时同步算法在多径衰落信道及低信噪比条件下性能尚不理想。为了改善定时同步的性能,本文在集相关和差分相关算法的基础上提出一种改进的定时同步方法。通过在集相关运算中利用多点相关和在组合算法中选择适当的加权系数,算法利用了两者在不同信噪比下的优点。改进的算法在较高信噪比的条件下不损失性能,在低信噪比环境下也可以准确定时。仿真结果表明,改进算法对符号定时位置的误判率更低,尤其在低信噪比时。并且,由于算法不依赖频偏估计,不受频偏对符号定时的影响。     

通用PSK和QAM解调接收机

在航天和卫星通信领域的CCSDS,DVB等多个标准中,都采用PSK和QAM调制方式,此外PSK和QAM调制也在其他商用标准中予以采用,因而通用PSK和QAM解调接收机的研究是十分必要的.本文基于通用的正交解调结构,根据模块共用和参数通用的设计原则,提出一种数据率可变的通用PSK和QAM解调接收机.接收机PSK解调的载波恢复采用Costas环,QAM解调的载波恢复采用减星座的Costas环,而PSK和QAM解调的定时恢复采用Gardner算法.解调性能的仿真结果表明:与理论值相比,BPSK、QPSK的解调性能恶化在1dB以内,16QAM的性能恶化在2dB以内,通用接收机可以较好地实现PSK和QAM解调.     

一种改进的BPSK信噪比估计方法及其FPGA实现

传统的二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)信号的最大似然信噪比估计方法需要数据辅助,绝大多数只能在符号同步后进行估计,且不能有残余的载波相偏?针对此问题对该估计算法进行改进?利用二次方去除信号中的相位调制,不再需要数据辅助;对同相和正交通道分别进行处理,合并估计结果消除解调载波的相偏影响;直接对模/数(analog to digital, A/D)转换后样值进行分组估计,不需要进行符号同步?改进的信噪比估计算法复杂度低,是一种盲估计算法,可在符号同步前进行估计,且允许解调载波存在相差,具有很高的实用性?仿真表明,该算法在较低的信噪比下仍然有较高的估计精度,采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gatearray,FPGA)对改进算法进行了验证?     

基于ZC序列的OFDM系统定时同步改进算法

为提高OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 系统的定时同步精确度,提出了一种改进的基于ZC( Zadoff-Chu) 序列的定时同步算法。该算法将经典的Minn 算法序列的取反方法与Park 算法的序列共轭方法结合,利用良好自相关性且低互相关性的ZC 序列,替代原有的PN( Pseudo-Noise Sequence) 序列,构成新序列结构。改进算法在定时位置发生错误时,仍能保证系统精确进行定时同步。在加性高斯白噪声( AWGN:Additive White Gaussian Noise) 信道,子载波的数量是256,16QAM( Quadrature Amplitude Modulation) 调制和解调下,Matlab 仿真表明改进算法消除了Minn 算法和Park 算法中副峰对定时同步的影响,定时偏差与均方误差( MSE: Mean Square Error) 在信噪比－ 15 ～ 15 dB 内,较于Minn 算法和Park 算法更低,提高了定时精度。信噪比是15 dB 时,改进算法定时均方误差为4． 2 × 10 － 6 ,是估计性能最优状态。     

存在定时误差的MQAM信号调制方式识别

为了提高在定时误差情况下的多电平正交幅度调制(MQAM)信号调制方式的识别率,提出了一个改进的聚类分析算法(MQAM基带信号进行识别).该算法采用γ和N两个参数进行聚类,对接收到的数据进行盲定时估计并经过插值滤波消除定时误差,提高识别率.仿真结果表明,该算法对定时误差20%Ts,信噪比为5 dB的64 QAM信号也有85%的识别率.     

基于循环平稳的前馈符号定时估计算法

研究了符号的观测长度、成形滤波器的滚降因子和过采样率对定时估计算法的影响,并对非线性方式采用平方律、四次方、绝对值和对数的四种前馈符号定时估计算法进行了分析,比较了它们的定时估计性能和计算复杂度.这几种算法都是在基于大量统计信息的前提下,采用非数据辅助的前馈方式,利用信号的循环平稳特性来提取符号定时误差.仿真结果表明,算法的定时估计性能取决于符号观测长度和滚降因子参数的选择,而与过采样率无关,且绝对值方法定时估计性能最好.     

一种改进的OFDM系统定时估计方法

OFDM定时同步的准确性是影响OFDM技术使用的关键问题之一,只有定时准确,才能正确解调。在讨论了几种基于训练序列的符号同步方法的基础上,分析其存在的问题,并针对这些缺点,提出了改进的方法。新方法采用延时相关技术,找出训练序列前后各个部分的最大相关点,作为OFDM符号的定时起点。该方法不仅消除了施密德方法的平台区,也消除了明和朴方法的副峰,定时更为精确。仿真的结果也表明在相同信道条件下,新方法均方误差更小,性能更好,能够成为OFDM系统符号定时同步的满意的选择。     

一种低复杂度的DVB-T定时同步方法

提出了一种低复杂度的定时同步方法,采用基于循环前缀的最大似然联合估计算法完成符号粗同步;采用估算同一符号的导频点数据相位差的算法完成符号细同步;采用估算相邻符号的导频点数据相位差的算法完成采样频偏同步.仿真结果表明,在DVB-T给定的多径衰落信道条件下,整个定时同步环路能准确定时,最大能纠正相对误差为330×10-6的采样频偏.较传统的Wallace Tree方法实现符号粗同步,降低了53.2%的硬件复杂度,整个定时同步环路节省了约26%的逻辑电路资源.     

一种采用匹配滤波器插值的符号定时同步方法

针对多项滤波器组符号定时同步方法复杂度高的问题,提出一种基于匹配滤波器插值的符号定时同步方法.该方法根据定时误差调整插值步长,通过不同的插值步长对预设的匹配滤波器脉冲响应进行插值,调整匹配滤波器的群延时,从而实现符号的定时同步.与传统的多相滤波器组方法相比,该方法复杂度低,易于实现高精度符号定时同步.采用匹配滤波器插值构建了同步环路,并以每符号2采样值的采样速率进行了环路仿真,结果表明该方法比复杂度相当的多相滤波器组方法在误码率为10-3时信噪比提高约1 dB,能够以更低的复杂度实现高精度符号定时同步.     

—种改进的基于循环前缀的OFDM系统定时同步方法

同步是正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）系统研究的关键问题之一,本文主要研究了基于循环前缀（CP,Cyclic Prefix）的OFDM系统定时同步方法。传统的基于循环前缀的OFDM系统定时同步方法只局限于在一个符号内进行相关运算,同步效果不够理想,而且在多径信道存在的情况下循环前缀的长度大都比较长才能正确确定符号定时点,降低了传输效率。本文提出了一种扩展的多符号联合定时同步算法,仿真结果显示,改进后的方法提高了传输速率,在符号同步估计性能较原始方法有显著的提高。